Stahlrohre für die Offshore-Industrie, Bild: Messe Düsseldorf
Die Monopiles werden aus Einzelsegmenten zusammengeschweißt und anschließend beschichtet. Bild: Messe Düsseldorf

Für solche großen Massen, aber auch um den Einsatz der Monopiles in immer größeren Wassertiefen zu ermöglichen, steigern die spezialisierten Rohrhersteller die Abmessungen in immer neue Bereiche. Anfang des Jahrtausends konnten anlagentechnisch Rohre von etwa fünf Metern Durchmesser gefertigt werden. Heute sind Pfähle mit einem Durchmesser von über sechs Meter Standard, wodurch sich der Einsatz auf Gebiete mit rund 30 Meter Wassertiefe erweitert.

Bei der niederländischen Sif Group hält man Monopiles von bis zu 120 Metern Länge, Durchmessern bis elf Metern und Gewichten von 2000 Tonnen grundsätzlich für möglich. Vorgreifend auf diese Entwicklungen erweitert das Unternehmen die Produktionskapazitäten, um solche Rohre zukünftig in Serie herstellen zu können. In nächster Zeit hält man jedoch Fundamente von neun Metern Durchmesser, 100 Metern Länge und 1500 Tonnen für ausreichend.

Auch andere Hersteller setzen auf die Produktion solcher XL-, XXL- oder Mega-Monopiles. Beim Unternehmen EEW Special Pipe Constructions in Rostock können dickwandige, längsnahtgeschweißte Großrohre mit Durchmessern bis zu zehn Metern, Längen bis zu 120 Metern und Gewichten bis zu 1500 Tonnen hergestellt werden. Damit eignet sich diese derzeit kostengünstigste Fundamentstruktur für Offshore-Windparks mit Anlagen der fünf bis acht Megawatt-Klasse und einer Wassertiefe bis zu 40 Metern. Laut Hersteller können im Bereich der Gründungen bis zu 30 Prozent Einsparungen im Vergleich zu Jacket-Konstruktionen erreicht werden. Eine solche Einsparung wäre erheblich, weil die Fundamente etwa 20 bis 25 Prozent der Gesamtkosten eines Offshore-Projektes ausmachen.

Mega-Monopiles sind ebenso ein Thema der Dillinger Hüttenwerke, die mit der Tochtergesellschaft Steelwind Nordenham ein eigens für solche Fundamente konzipiertes Werk errichtete. Der erste in Nordenham produzierte Monopile mit einem Durchmesser von 7,80 Meter und einem Gesamtgewicht von rund 1000 Tonnen war im September 2014 das zu der Zeit größte Exemplar seiner Gattung. Möglich sind aber auch hier Monopiles mit Durchmessern von bis zu zehn Metern, Längen von bis zu 120 Metern, Wanddicken bis 150 Millimeter und Gewichten von bis zu 1500 Tonnen. Sie sollen sich in Wassertiefen von bis zu 45 Metern einsetzen lassen.

Höherfeste, zähe Stähle erforderlich

Die Dillinger Hütte ist auch einer der Hauptlieferanten von Grobblechen für die Monopile-Herstellung. Zu diesem Zweck wurden in Dillingen Stähle mit Dicken von weit über 100 Millimeter und Festigkeitsklassen bis zu 500 Megapascal entwickelt. Bevorzugt kommen dabei thermomechanisch gewalzte Stähle zum Einsatz. Neben einer hohen Festigkeit und Zähigkeit erfordern Gründungsstrukturen Stähle mit einer sehr guten Schweißbarkeit.

Denn das Schweißen stellt einen der Hauptarbeitsgänge bei der Monopile-Fertigung dar. Vereinfacht dargestellt, werden zunächst die Blechtafeln mit drei- oder vier-Walzen-Biegemaschinen zu Rohrsegmenten, den sogenannten „Schüssen“ geformt. In einer Längsnahtanlage werden dann die Innen- und Außen-Längsnähte der Einzelschüsse geschweißt.

Anschließend werden die fertigen Einzelschüsse zu einer Fertigungslinie für Großsegmente transportiert, in der sie, wieder durch Schweißen, zu einem Großsegment zusammengefügt werden. Möglich ist auch, zunächst kleinere Segmente aus zwei oder drei Schüssen vorzumontieren und diese dann in der Großsegment-Fertigungslinie miteinander zu verbinden.

Dort, in der sogenannten Growing Line, findet die Endmontage des Bauteils statt. Nach dem Ausrichten der Einzelschüsse beziehungsweise Kleinsegmente zueinander mit speziellen Dreh- und Ausrichteinheiten sowie dem Heften der Bauteile werden die Innen- und Außenrundnähte mit einem Automatenträger im Unterpulververfahren verschweißt. So werden die einzelnen Bauteile Stück für Stück zum fertigen Monopile zusammengefügt und anschließend zum nächsten Arbeitsschritt, der Ausrüstung beziehungsweise Beschichtung gefahren. Die kontinuierliche, hoch automatisierte Produktion gewährleistet eine hohe Auslastung und eine wirtschaftliche Herstellung der OWEA-Fundamente.

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